ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71
The purpose of the presented work is a theoretical and practical study of the possibilities of using pre-synthesized silicon pyrophosphate and aluminum hydrogen phosphate as binders for core mixtures in foundry production. The mechanism of strength formation of core mixtures with pre-synthesized sil...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine
2025
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/287 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Casting Processes |
Репозитарії
Casting Processes| id |
oai:ojs2.localhost:article-287 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Casting Processes |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-11-23T17:52:00Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
вибиваємість виливок ортофосфорна кислота стрижнева суміш пилоподібний кварц пірофосфат кремнію пригар фазовий аналіз фосфат алюмінію |
| spellingShingle |
вибиваємість виливок ортофосфорна кислота стрижнева суміш пилоподібний кварц пірофосфат кремнію пригар фазовий аналіз фосфат алюмінію Лютий, Р.В. Мисливченко, О.М. Федоров, М.М. Кочешков, А. С. ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 |
| topic_facet |
вибиваємість виливок ортофосфорна кислота стрижнева суміш пилоподібний кварц пірофосфат кремнію пригар фазовий аналіз фосфат алюмінію knockability casting orthophosphoric acid core mixture powdered quartz silicon pyrophosphate burning-in phase analysis aluminum phosphate |
| format |
Article |
| author |
Лютий, Р.В. Мисливченко, О.М. Федоров, М.М. Кочешков, А. С. |
| author_facet |
Лютий, Р.В. Мисливченко, О.М. Федоров, М.М. Кочешков, А. С. |
| author_sort |
Лютий, Р.В. |
| title |
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 |
| title_short |
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 |
| title_full |
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 |
| title_fullStr |
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 |
| title_full_unstemmed |
ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 |
| title_sort |
фізико-хімічні процеси створення алюмофосфатних та кремнійфосфатних зв’язувальних компонентів для стрижневих сумішей: procesi littâ, 2025, vol 3 (161),62-71 |
| title_alt |
PHYSICO-CHEMICAL PROCESSES OF CREATION OF ALUMINUM PHOSPHATE AND SILICON PHOSPHATE BINDERS FOR CORE MIXTURES: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161), 62-71 |
| description |
The purpose of the presented work is a theoretical and practical study of the possibilities of using pre-synthesized silicon pyrophosphate and aluminum hydrogen phosphate as binders for core mixtures in foundry production. The mechanism of strength formation of core mixtures with pre-synthesized silicon and aluminum phosphates has been investigated for the first time. Aluminum phosphates are insoluble in water, but soluble in orthophosphoric acid. Due to this, the combination of aluminum hydrogen phosphate with orthophosphoric acid in the mixture ensures hardening after heating to 150 °C. Silicon pyrophosphate is insoluble in orthophosphoric acid, so adding it to the mixture in its pre-synthesized form does not provide hardening. Therefore, presynthesized powdered aluminum hydrogen phosphate re-exhibits binding ability in combination with orthophosphoric acid, therefore it belongs to binders with a reverse hardening nature. Silicon pyrophosphate does not exhibit binding ability again and belongs to binders with an irreversible hardening nature. Based on the results of theoretical research and the conclusions presented, a mixture based on pre-synthesized powdered aluminum hydrogen phosphate was created for the first time. This phosphate, compared to previously known liquid aluminophosphates, has a long shelf life, stable properties, and lower cost. With a content of 3 % aluminum hydrogen phosphate and 3 % orthophosphoric acid, after drying at a temperature of 150 °C, the mixture samples have a compressive strength in the range from 2.0 to 2.5 MPa. Core mixes with both binders provide a clean, non-sintered surface for iron-carbon alloy castings with a roughness of about 30 microns. An important advantage is the ability to use cores without a non-stick coating. The residual strength of the core mixture with silicon pyrophosphate after heating in the temperature range from 500 to 1000 °C and cooling was also investigated, and the reasons for the different labor intensity of knocking out of cores from cast iron and steel castings were established. This result was confirmed by direct experiments on determining the work of knock-out. |
| publisher |
National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine |
| publishDate |
2025 |
| url |
https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/287 |
| work_keys_str_mv |
AT lûtijrv physicochemicalprocessesofcreationofaluminumphosphateandsiliconphosphatebindersforcoremixturesprocesilitta2025vol31616271 AT mislivčenkoom physicochemicalprocessesofcreationofaluminumphosphateandsiliconphosphatebindersforcoremixturesprocesilitta2025vol31616271 AT fedorovmm physicochemicalprocessesofcreationofaluminumphosphateandsiliconphosphatebindersforcoremixturesprocesilitta2025vol31616271 AT kočeškovas physicochemicalprocessesofcreationofaluminumphosphateandsiliconphosphatebindersforcoremixturesprocesilitta2025vol31616271 AT lûtijrv fízikohímíčníprocesistvorennâalûmofosfatnihtakremníjfosfatnihzvâzuvalʹnihkomponentívdlâstrižnevihsumíšejprocesilitta2025vol31616271 AT mislivčenkoom fízikohímíčníprocesistvorennâalûmofosfatnihtakremníjfosfatnihzvâzuvalʹnihkomponentívdlâstrižnevihsumíšejprocesilitta2025vol31616271 AT fedorovmm fízikohímíčníprocesistvorennâalûmofosfatnihtakremníjfosfatnihzvâzuvalʹnihkomponentívdlâstrižnevihsumíšejprocesilitta2025vol31616271 AT kočeškovas fízikohímíčníprocesistvorennâalûmofosfatnihtakremníjfosfatnihzvâzuvalʹnihkomponentívdlâstrižnevihsumíšejprocesilitta2025vol31616271 |
| first_indexed |
2025-09-24T17:41:14Z |
| last_indexed |
2025-12-17T12:07:50Z |
| _version_ |
1851757188209442816 |
| spelling |
oai:ojs2.localhost:article-2872025-11-23T17:52:00Z PHYSICO-CHEMICAL PROCESSES OF CREATION OF ALUMINUM PHOSPHATE AND SILICON PHOSPHATE BINDERS FOR CORE MIXTURES: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161), 62-71 ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ПРОЦЕСИ СТВОРЕННЯ АЛЮМОФОСФАТНИХ ТА КРЕМНІЙФОСФАТНИХ ЗВ’ЯЗУВАЛЬНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ СТРИЖНЕВИХ СУМІШЕЙ: Procesi littâ, 2025, Vol 3 (161),62-71 Лютий, Р.В. Мисливченко, О.М. Федоров, М.М. Кочешков, А. С. вибиваємість виливок ортофосфорна кислота стрижнева суміш пилоподібний кварц пірофосфат кремнію пригар фазовий аналіз фосфат алюмінію knockability casting orthophosphoric acid core mixture powdered quartz silicon pyrophosphate burning-in phase analysis aluminum phosphate The purpose of the presented work is a theoretical and practical study of the possibilities of using pre-synthesized silicon pyrophosphate and aluminum hydrogen phosphate as binders for core mixtures in foundry production. The mechanism of strength formation of core mixtures with pre-synthesized silicon and aluminum phosphates has been investigated for the first time. Aluminum phosphates are insoluble in water, but soluble in orthophosphoric acid. Due to this, the combination of aluminum hydrogen phosphate with orthophosphoric acid in the mixture ensures hardening after heating to 150 °C. Silicon pyrophosphate is insoluble in orthophosphoric acid, so adding it to the mixture in its pre-synthesized form does not provide hardening. Therefore, presynthesized powdered aluminum hydrogen phosphate re-exhibits binding ability in combination with orthophosphoric acid, therefore it belongs to binders with a reverse hardening nature. Silicon pyrophosphate does not exhibit binding ability again and belongs to binders with an irreversible hardening nature. Based on the results of theoretical research and the conclusions presented, a mixture based on pre-synthesized powdered aluminum hydrogen phosphate was created for the first time. This phosphate, compared to previously known liquid aluminophosphates, has a long shelf life, stable properties, and lower cost. With a content of 3 % aluminum hydrogen phosphate and 3 % orthophosphoric acid, after drying at a temperature of 150 °C, the mixture samples have a compressive strength in the range from 2.0 to 2.5 MPa. Core mixes with both binders provide a clean, non-sintered surface for iron-carbon alloy castings with a roughness of about 30 microns. An important advantage is the ability to use cores without a non-stick coating. The residual strength of the core mixture with silicon pyrophosphate after heating in the temperature range from 500 to 1000 °C and cooling was also investigated, and the reasons for the different labor intensity of knocking out of cores from cast iron and steel castings were established. This result was confirmed by direct experiments on determining the work of knock-out. Метою представленої роботи є теоретичне й практичне дослідження можливостей використання попередньо синтезованих пірофосфату кремнію та гідрофосфату алюмінію як зв’язувальних матеріалів для стрижневих сумішей у ливарному виробництві. Уперше досліджено механізм формування міцності стрижневих сумішей із попередньо синтезованими фосфатами кремнію та алюмінію. Фосфати алюмінію нерозчинні у воді, але розчинні в ортофосфорній кислоті. Завдяки цьому, поєднання гідрофосфату алюмінію з ортофосфорною кислотою у складі суміші забезпечує твердіння після нагрівання до 150 оС. Пірофосфат кремнію нерозчинний в ортофосфорній кислоті, тому його додавання до суміші в готовому вигляді не забезпечує твердіння. Отже, попередньо приготовлений пилоподібний гідрофосфат алюмінію повторно проявляє зв’язувальну здатність у поєднанні з ортофосфорною кислотою, тому належить до зв’язувальних матеріалів зі зворотним характером твердіння. Пірофосфат кремнію повторно не проявляє зв’язувальну здатність і належить до зв’язувальних матеріалів із незворотним характером твердіння. За результатами теоретичних досліджень та визначених висновків, уперше створено суміш на основі сухого пилоподібного гідрофосфату алюмінію, який, порівняно із раніше відомими рідкими алюмофосфатами, має тривалий термін зберігання, стабільні властивості та нижчу вартість. При вмісті 3 % гідрофосфату алюмінію та 3 % ортофосфорної кислоти після сушіння при температурі 150 оС зразки суміші мають міцність при стисканні в межах від 2,0 до 2,5 МПа. Стрижневі суміші з обома зв’язувальними компонентами забезпечують чисту без пригару поверхню виливків із залізовуглецевих сплавів із шорсткістю близько 30 мкм. Важливою перевагою є можливість використання стрижнів без протипригарного покриття. Також досліджено залишкову міцність стрижневої суміші з пірофосфатом кремнію після нагрівання в інтервалі температур від 500 до 1000 оС та охолодження та встановлено причини різної трудомісткості вибивання стрижнів із чавунних і сталевих виливків. Цей результат підтверджено прямими експериментами щодо визначення роботи вибивання. National Academy of Sciences of Ukraine, Physical-Technological Institute of Metals and Alloys of NAS of Ukraine 2025-08-26 Article Article application/pdf https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/287 10.15407/plit2025.03.062 Casting processes; Casting processes №3 (161) 2025; 62-71 Процеси лиття; Процеси лиття №3 (161) 2025; 62-71 2707-1626 0235-5884 uk https://plit-periodical.org.ua/index.php/plit/article/view/287/294 https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |